解题思路:(1)令h(x)=ln(1+x)-[2x/x+2],得到h′(x)=
x
2
(1+x
)(2+x)
2
,从而求出h(x)在(0,+∞)上是增函数,故h(x)>h(0)=0,结论证出;
(2)不等式f(x)<[1+kx/1+x]可化为:
(1+x)ln(1+x)−x−
kx
2
x
<0,令g(x)=(1+x)ln(1+x)-x-kx2,则g′(x)=ln(1+x)-2kx,从而g″(x)=[1/1+x]-2k,对x分情况进行讨论:①x>0时,②-1<x<0时,从而证出结论.
(1)令h(x)=ln(1+x)-[2x/x+2],
∴h′(x)=
x2
(1+x)(2+x)2,
x>0时,h′(x)>0,
∴h(x)在(0,+∞)上是增函数,
故h(x)>h(0)=0,
即:ln(1+x)>[2x/x+2].
从而,x>0时,f(x)>[2/x+2]得证.
(2)不等式f(x)<[1+kx/1+x]可化为:
(1+x)ln(1+x)−x−kx2
x<0,
令g(x)=(1+x)ln(1+x)-x-kx2,
则g′(x)=ln(1+x)-2kx
g″(x)=[1/1+x]-2k,
①x>0时,有0<[1/1+x]<1,
令2k≥1,则g″(x)<0,
故g′(x)在(0,+∞)上是减函数,即g′(x)<g′(0)=0,
∴g(x)在(0,+∞)上是减函数,
从而,g(x)<g(0)=0,
∴k≥[1/2]时,对于x>0,有
(1+x)ln(1+x)−x−kx2
x<0,
②-1<x<0时,有[1/x+1]>1,
令2k≤1,则g″(x)>0,
故g′(x)在(-1,0)上是增函数,即:g′(x)<g′(0)=0
∴g(x)在(-1,0)上是减函数.
从而,g(x)>g(0)=0.
∴当k≤[1/2]时,对于-1<x<0,有
(1+x)ln(1+x)−x−kx2
x<0.
综合①②,当k=[1/2]时,在x>-1且x≠0时,有f(x)<[1+kx/1+x].
点评:
本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.
考点点评: 本题考察了函数的单调性,导数的应用,不等式的证明,本题是一道中档题.